Complex information system for validation of convective clouds models

Abstract

В настоящее время как никогда актуальна проблема прогнозирования опасных конвективных явлений, таких как грозы, град, шквал и обильные осадки в связи с увеличением частоты этих явлений и масштабов разрушений, которые они производят. В магистерской диссертации разработан прототип автоматизированной системы для сбора и подготовки входных и выходных данных нестационарной модели конвективного облака. Для эффективного длительного хранения данных из различных гетерогенных источников программная среда обеспечивает заполнение реляционной базы данных. Оттуда информация попадает в полуторамерную модель конвективного облака, где происходит процесс ее верификации (настройки), а после проводится ряд численных экспериментов, направленных на моделирование опасных конвективных явлений. Для идентификации типа опасного конвективного явления использовалась многомерная база данных. Она позволяет по рассчитываемым параметрам облака на основе многомерного статистического анализа определить диапазоны интегральных облачных параметров, характерных для грозы, града и слабого дождя. Дальнейшее развитие программного обеспечения для данной системы позволит создать более обширную базу данных, добавив иные источники метеорологической информации для её заполнения. Для уточнения прогнозов типов конвективных явлений можно будет расширить возможности использования многомерной базы данных за счет более широкого использования инструментов статистического анализа. Использованы следующие инструменты для разработки: Jedox Palo BI Suite; Oracle MySQL Workbench; JetBrains PhpStorm, включающий PHP, JavaScript, CSS и HTML.

At the present time the problem of forecasting of dangerous convective phenomena such as thunderstorms, hail, squalls and heavy rainfall is urgent more than ever due to the increase of frequency of these phenomena and the scale of destruction that they produce. In the master's thesis a prototype of automated system for the collection and preparation of input and output of non-stationary model of convective clouds is developed. For effective long-term storage of data from different heterogeneous sources software environment provides the filling of a relational database. From there, the information gets into 1.5-D model of convective clouds, where the process of verification (settings) takes place, and then a series of numerical experiments aimed at modeling of dangerous convective phenomena are carried out. In order to identify the type of dangerous convective phenomena multidimensional database is used. It allows us to calculate the parameters of the cloud based on multivariate statistical analysis to determine the ranges of integrated cloud parameters typical for thunderstorms, hail and showers. Further development of the software for the system will create a more extensive database by adding other sources of weather information for its completion. For more accurate forecasts of types of convective phenomena the possibilities of using a multidimensional database can be expanded by increasing the use of statistical analysis tools. We use the following development tools: Jedox Palo BI Suite; Oracle MySQL Workbench; JetBrains PhpStorm, including PHP, JavaScript, CSS and HTML.